10.6. Компоновочная схема моста

Компоновка моста крана определяется в значительной степени компоновкой узлов сопряжения пролетных балок с концевыми и конструкцией ходовой части крана. Краны гру­зоподъемностью до 50 т устанавливают на четырех ходовых колесах, из которых два являются приводными. Соединение пролетных балок с концевыми осуществляют в стык как ба­лок одинаковой высоты по схеме рис. 7.11, а.

10.6.1. Балки

Концевые балки для крана грузоподъемностью 32 т про­ектируются, как и пролетные, коробчатого сечения с толщи­ной стенок и поясов δ_CК=δ_ПК=0,008 м. Высота этих балок на­значается 0,6 от высоты пролетной балки Н₁=0,6·1,3≈0,8 м. Привод механизма передвижения крана [2] принимается по данным табл. 7.1: двигатель МТВ 311-6, редуктор Ц2-400, тормоз ТТ-250, диаметр колеса D_K=710 мм. Ширина концевой балки определяется расстоянием между серединами корпусов (букс) подшипников ходовых колес - 2С (см. рис. 7.5 и табл. 7.1). Полученное сечение балки показано на рис. 10.6.

Рис. 10.6. Среднее сечение концевой балки

10.6.2. Компоновка механизма передвижения крана

Для компоновки механизма передвижения крана устанавливаются ходовые колеса с буксами между стенками концевой балки с совмещением нижней кромки буксы с нижним поясом балки (рис. 10.7).

Передняя кромка буксы определила конец концевой балки. Таким образом, установлено положение ходового колеса относительно балки. Вал ходового колеса соединяется с выходным валом редуктора Ц2-400 посредством промежуточного вала длиной примерно 1000 мм. Далее входной вал редуктора соединяется с валом двигателя МТВ 311-6 зубчатой муфтой типа I. Тормозной шкив с тормозом ТТ-250 устанавливаем на втором входном валу редуктора.

Оставляя небольшой проход (300...500 мм) между двигателем и стенками пролетной балки (в данном случае 270 мм, что маловато), получаем положение пролетной балки относительно концевой. Расстояние от оси ходового колеса до подтележечного рельса оказалось равным 1100мм, а база крана В_К=5600 мм. Последняя, с целью недопущения заклинивания крана на путях, должна быть не менее 1/6 пролета крана.

Отсюда минимально допускаемая величина базы м, т.е. условие отсутствия заклинивания крана выполняется.

10.6.3. Сопряжение пролетных балок с концевыми

Соединение балок осуществляется с помощью накладок 1, 2, 3 (рис.10.8). Эти привариваемые накладки не только обеспечивают неизменность положения балок относительно друг друга, но и являются компенсаторами допусков присоединительных размеров.

При стыковке балок, чтобы выдержать необходим размер пролета L_K=22500 мм, между пролетной и концевой балками предусматривается гарантируемый зазор Д, за счет которого регулируется положение пролетной балки относительно концевой.

Длина пролетной балки определяется из следующих условий. Горячекатаные стальные листы по ГОСТ 199903-74 при толщине δ=8 мм и ширине В=1800 мм выпускаются длиной до 12000 мм.

Для пролета крана 22500 мм стенка пролетной балки составляется из трех листов длиной около 22500:3=7500 мм. Такое деление стенки необходимо также для обеспечения строительного подъема.

Задавшись зазором Д=10 мм (рис. 10.8), определяют минимальную длину балки:

мм,

где а=198 мм — половина ширины пояса концевой балки.

Листы, составляющие стенку пролетной балки, нарезаются по длине с предельными отклонениями , что для заготовок длиной 7500 мм равно ±6 мм [21, табл.1.43]. Таким образом, длина пролетной балки L_Х=22084±18 мм.

Минимальный зазор при указанном допуске

мм,

а максимальный

мм.

Расположение накладок 1, 2, 3 и сварных швов см. на рис.10.8.

Рис. 10.8. Стыковка пролетной балки с концевой

10.7. РАЗМЕЩЕНИЕ РЕБЕР ЖЕСТКОСТИ

Гибкость стенки пролетной балки в ее средней части

Здесь h и δ_C — высота и толщина стенки соответственно.

Обычно при 160<S_С<265 для малоуглеродистой стали ус­танавливают поперечные и одно продольное ребро жесткости. Поперечные ребра (диафрагмы) выполняются из листового проката. Ширину выступающей части ребра (рис. 10.9) опре­деляют по условию: мм.

Принимается ширина b_Р=90 мм. Толщина ребра из усло­вия обеспечения его устойчивости: мм.

Момент инерции ребра относительно плоскости стенки должен быть м⁴, фактический же с учетом двух частей стенки шириной 20δ_С по обе стороны от ребра

м⁴.

Рис. 10.9. Установка большой диафрагмы

Поскольку м⁴, увеличим толщину ребра до δ_Р=8 мм, а ширину b_P до 100 мм. Тогда м⁴, что больше требуемого значения.

Шаг поперечных ребер для обеспечения прочности рельса должен быть

где — минимальный момент сопротивления рельса; R_уп=350 МПа — нормативное сопротивление материала рельса; D=128 кН — давление колеса тележки (см. рис. 4.3); γ_р=0,5 — коэффициент условий работы рельса.

В соответствии с этими условиями при ширине поверхности катания колеса (диаметром D_K=400 мм) В₁ =80 мм(табл.7.1) устанавливается рельс с шириной головки мм. Этому размеру соответствует рельс Р43, минимальный момент сопротивления которого = 208 см³ (табл. 10.2).

Таблица 10.2

Основные данные железнодорожных рельсов

Тип рельсов	Основные размеры, мм						ГОСТ на конструкцию и размеры
	A	B	C	D	R	r
Р8 Р11 Р18	65 80,5 90	54 66 80	25 32 40	7 7 10	- 95 90	5 7 9	ГОСТ 6368-82
Р24 Р43 Р50	108 140 152	92 114 132	51 70 72	10,5 14,5 16	200 300 500	10 13 15	ГОСТ 7173-54 ГОСТ 7174-75
1Р65 2Р65	180 180	150 150	75 75	18 18	500 500	15 13	ГОСТ 8161-75
Тип рельсов	Расчетные данные								Масса 1 м рельса, кг
	Площадь поперечного сечения, см2	z1, см	z2, см	Моменты инерции, см4		Моменты сопротивления, см3
				Jx	Jy	W1	W2	W3
Р8 Р11 Р18 Р24 Р43 Р50 1Р65 2Р65	10,76 14,28 22,88 31,79 57 65,99 82,65 82,79	2,89 3,96 4,31 5,33 6,85 7,05 8,13 8,17	3,61 4,09 4,69 5,47 7,15 8,15 9,87 9,87	60,21 126,6 238,4 497,8 1489 2011 3540 3573	9,88 17,06 40,68 86,1 260 375 564 572	20,86 31,99 55,36 93,39 217,3 285 435 -	16,66 30,93 50,81 91,02 208,3 247 358 -	3,66 5,17 10,17 18,72 45 55 75 76	8,42 11,18 17,91 24,90 44,65 51,67 64,72 64,98

При этих параметрах шаг поперечных ребер

м.

Учитывая, что верхний пояс пролетной балки достаточно тонок, для обеспечения его прочности при действии местных напряжений от давления колес тележки принимаем конструк­тивно шаг малых диафрагм мм, шаг больших диа­фрагм l_Б=3l_М=3·1200=3600 мм.

Проверка прочности поперечного ребра по условию ра­боты его верхней кромки на сжатие делается по формуле

где - длина линии контакта рельса и пояса над ребром; B=0,114м - ширина подошвы рельса Р43 (см. табл. 10.2). Тогда м, D=128 кН; R=243 МПа - расчетное сопротивление материала при сжатии; - расчетная зона распределения давления колеса по ребру; м⁴- момент инерции пояса; м⁴ - момент инерции рельса (см. табл. 10.2); - коэффициент условий работы.

Тогда м.

Таким образом, напряжение сжатия Па, что намного меньше допустимого напряжения т₀R = 0,855 • 243 = 208 МПа.

Проверку прочности верхнего пояса между диафрагмами необходимо проводить в силу того, что он испытывает напряжения от местного изгиба, деформируясь совместно с рельсом.

Величины местных напряжений:

вдоль оси балки

(10.1)

поперек оси балки

(10.2)

В этих выражениях l=1,2 м — расстояние между диафраг­мами; δ_П=0,008 м — толщина пояса; μ— коэффициент Пуассона; J_P=14,89·10^-6 м⁴ — момент инерции рельса; b=0,48м — размер «в свету» между стенками балки.

МПа.

Подставив числовые значения параметров в формулы (10.1) и (10.2), имеем:

МПа,

МПа.

Прочность пояса с учетом напряжений σ_x общего изгиба балки проверяется по приведенным напряжениям для плоского напряженного состояния:

(10.3)

Подставим в это уравнение параметры, полученные выше:

МПа.

Расчетное сопротивление материала:

МПа>129 МПа,

и следовательно, прочность верхнего пояса обеспечена.

Местная устойчивость стенок при действии нормальных напряжений обеспечивается установкой диафрагм. Проверка производится по условию (8.11):

где - критическое напряжение, при котором происходит потеря устойчивости.

Подставив значения толщины δ_С и высоты стенки h в середине пролета, имеем

МПа.

Отношение нормальных напряжений (σ_x =138,9 МПа) к критическим , что говорит о достаточно высокой устойчивости стенок.

Продольное ребро жесткости.

При жесткости 160≤S≤265, как указывалось в начале раздела, рекомендуется ставить одно продольное ребро. В нашем примере , и в силу незначительного превышения границы необходимость установки продольного ребра жесткости отпадает.